1、第二章 糖類,一、糖類化合物的定義及分類 二、單糖 三、低聚糖 四、多聚糖 五、糖類在食品加工和貯藏中的變化,第一節(jié) 糖類的定義及分類,一、糖類定義 碳水化合物 Cn(H2O)m,鼠李糖 C6H12O5 脫氧核糖 C5H10O4 N, S, P,乙酸C2H4O2， 符合Cn(H2O)m,糖類化合物：多羥基的醛類、酮類化合物或其聚合物及其各類衍生物,二、糖的分類 聚合度 單糖（monosaccharide):：不能被水解變成更簡(jiǎn)單更小分子的糖類 低聚糖（oligosaccharide)：由2-10個(gè)單糖聚合成的糖 多糖（polysaccharide)：水解時(shí)產(chǎn)生10個(gè)以上單糖分子的糖類,丙糖,甘

2、油醛,丁糖,戊糖,已糖,庚糖,赤蘚糖,赤蘚酮糖,核糖 脫氧核糖,核酮糖 木酮糖,葡萄糖 半乳糖 甘露糖,果糖、山梨糖,景天庚酮糖,醛糖,酮糖,C數(shù),葡萄糖 醛糖,果糖 酮糖,醛基,酮基,分子式相同,寡糖(oligo-)： oligo來自希臘文，意為少。,二糖：麥芽糖(maltose)、乳糖(lactose)、 蔗糖(sucrose),三糖：棉子糖 四糖.,大部分單糖和寡糖都是結(jié)晶狀化合物，溶于水，并有甜味。,多糖也是單糖的聚合物，有很長(zhǎng)的鏈，其結(jié)構(gòu)為線型或分支型。按照它們的結(jié)構(gòu)可分為兩大類。,均一多糖（同多糖）：一種單糖聚合而成, 如淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(zhì)等。,非均一多糖（雜多糖）：兩種或

3、兩種以上的單糖聚合而成，如透明質(zhì)酸，半纖維素等。,同多糖,雜多糖,三、糖類化合物的功能 糖類化合物是生物體維持生命活動(dòng)所需能量的主要來源 功能： 1.是營(yíng)養(yǎng)的基本物質(zhì)之一 2.形成一定色澤和風(fēng)味 3.游離糖本身有甜度，食品口感 4.食品的黏彈性 果膠 卡拉膠 5.食品的質(zhì)構(gòu)，膳食纖維的構(gòu)成成分 纖維素、果膠 6.保健食品 多糖或寡糖,能源物質(zhì)：淀粉,能源物質(zhì)：糖原,與膜蛋白和膜脂相連的糖通信天線,糖是世界上存在最多的一類有機(jī)化合物，也是人類所需要的最基礎(chǔ)的物質(zhì)。,糖是自然界分布很廣的一類化合物，幾乎所有的動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)都含有糖類。,貯藏性糖：低聚糖，淀粉，糖原 結(jié)構(gòu)性糖：纖維素，木質(zhì)素

4、，殼多糖，肽聚糖,四、幾種常見食品的糖含量 大多數(shù)植物只含有少量的蔗糖，大量膳食蔗糖來自經(jīng)過加工的食品。 蔗糖是從甜菜和甘蔗中分離得到,第二節(jié) 單 糖,一、單糖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象 單糖：糖類化合物中最簡(jiǎn)單、不能再水解為更小單位的糖類 分子結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁鞘呛幸粋€(gè)自由醛基或酮基的多羥基的醛類或多羥基的酮類化合物，具有開鏈?zhǔn)胶铜h(huán)式結(jié)構(gòu)。 碳原子數(shù)目：丙糖（三碳糖）；丁糖（四碳糖）；戊糖（五碳糖）；己糖（六碳糖）等。,羰基特點(diǎn)：醛糖和酮糖 自然界最簡(jiǎn)單的單糖是丙醛糖（甘油醛）和丙酮糖； 自然界最重要也最常見的單糖是葡萄糖和果糖,具有相同數(shù)目與種類的元素組成的化合物， 具有相同的分子式和相對(duì)分子質(zhì)量,分子結(jié)構(gòu)不

5、同,同分異構(gòu)(體),結(jié)構(gòu)異構(gòu),立體異構(gòu),原子連接在一起的次序不同，即構(gòu)造不同,構(gòu)造相同，但原子在空間的分布不同，即構(gòu)型不同,立體模型，透視式，投影式,結(jié)構(gòu)式,具有相同結(jié)構(gòu)和構(gòu)型的分子，由于分子中的某個(gè)原子(基團(tuán))繞C-C單鍵自由旋轉(zhuǎn)而形成多種不同的暫時(shí)性的易變的空間結(jié)構(gòu)，即構(gòu)象。,幾何(順反)異構(gòu),旋光(光學(xué))異構(gòu),D-葡萄糖,D-甘露糖,D-葡萄糖,D-果糖,不對(duì)稱碳原子(asymmetric carbon atom)：,是指與四個(gè)不同的原子或原子基團(tuán)共價(jià)連接并因此失去對(duì)稱性的四面體碳,含有n個(gè)C*的化合物，組成2n/2對(duì)對(duì)映體。,旋光性(optical activity)：,旋光物質(zhì)使平面

6、偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的能力,自然光,右旋(+),左旋(-),含有n個(gè)C*的化合物，旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2n。,甘油醛： 分子式C3H6O3 結(jié)構(gòu)式CH2OH-CHOH-C-H,球棍模型,透視式,Fischer投影式,碳水化合物具有大量光學(xué)異構(gòu)體，需要一個(gè)最簡(jiǎn)單的具有手性碳原子的單糖作為參考標(biāo)準(zhǔn)，這就是甘油醛，它有一個(gè)手性中心，有一對(duì)光學(xué)對(duì)映體。 1906年人為規(guī)定右旋甘油醛為D型，左旋甘油醛為L(zhǎng)型。 盧森諾夫(Rosanoff)規(guī)定，凡單糖中直鏈分子式最末的一個(gè)不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型與D-甘油醛一致的就稱其為D型糖，不一致的就是L型糖（DL要大寫）。任何糖都可以看作是由甘油醛或二羥丙酮派生出來的。

7、離醛基或離酮基最遠(yuǎn)的手性碳的羥基的方向來確定糖的DL構(gòu)型。 DL僅指一種構(gòu)型，指以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)而確定的相對(duì)構(gòu)型，不表示旋光方向。旋光方向是以（+）、（）來加以表示的。,確定鏈狀結(jié)構(gòu)的方法（葡萄糖）： a. 與Fehling試劑或其它醛試劑反應(yīng)，含有醛基，是糖的一種氧化反應(yīng) b. 與乙酸酐反應(yīng)，產(chǎn)生具有五個(gè)乙?；难苌?。 c. 用鈉汞齊作用，生成直鏈的山梨醇。,單糖的鏈狀結(jié)構(gòu),葡萄糖,葡萄糖,簡(jiǎn)寫,鏈狀結(jié)構(gòu)用Fisher投影式表示：碳骨架、豎直寫；氧化程度最高的碳原子在上方,單糖從丙糖到庚糖，除二羥丙酮外，都含有手性碳原子（C*）。 所有的醛糖都可以看成是甘油醛的醛基碳下端逐個(gè)插入C*延伸而成

8、。D-甘油醛衍生而來的稱D系醛糖，由L-甘油醛衍生而來的稱L系醛糖。 天然存在的已醛糖都是D型的。 含有n個(gè)C*的化合物，旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2n，組成2n/2對(duì)對(duì)映體。,D系單糖和L系單糖,D(+)甘油醛,D(-)赤蘚糖,D(-)蘇糖,D(-)核糖,D(-)阿位伯糖,D(+)木糖,D(+)甘露糖,D(-)來蘇糖,D(+)半乳糖,D(+)葡萄糖,dihydroxyacetone 二羥丙酮,erythrulose D(-)-赤蘚糖,ribulose D(-)-核酮糖,xylulose D(+)-木酮糖,Psicose,allulose D(+)-阿洛酮糖,fructose D(-)-果糖,sorb

9、ose D(+)-山梨糖,tagalose D(-)-塔格酮糖,含有多個(gè)手性碳原子的兩種化合物彼此之間的差別只在于單一不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型，也叫表異構(gòu)體。,差向異構(gòu)體（epimer),D(+)甘露糖,D(+)半乳糖,D(+)葡萄糖,（1）、不象醛類那樣形成縮醛，而是只和一分子的醇形成半縮醛（Hemiacetals),單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu),1、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的證據(jù),（2）、葡萄糖的醛基不能象一般醛類那樣與Schiff試劑(品紅-亞硫酸）起反應(yīng)發(fā)生紫紅色反應(yīng)，即不能使被亞硫酸漂白了的品紅呈現(xiàn)紅色。葡萄糖也不能與亞硫酸氫鈉起加成反應(yīng)。,（3）、變旋現(xiàn)象(mutarotation):一般醛類在水溶液中 只有一

10、個(gè)比旋度，但新配制的葡萄糖水溶液的比旋隨時(shí)間而變化。 =+112 稱-D-(+)葡萄糖 =+18.7稱-D-(+)葡萄糖變旋現(xiàn)象將這兩種葡萄糖分別溶于水后,其旋光率都逐漸變?yōu)?52.7,這一現(xiàn)象稱變旋現(xiàn)象。 變旋是由于分子立體結(jié)構(gòu)發(fā)生某種變化的結(jié)果。,半縮醛羥基與決定構(gòu)型的羥基（C5上的羥基）在同一側(cè)的為-型，不在同一側(cè)的為-型。,1893年Fisher提出環(huán)狀結(jié)構(gòu)說。,半縮醛羥基,異頭碳,單糖由直鏈結(jié)構(gòu)變成環(huán)狀結(jié)構(gòu)后，羰基碳原子成為新的手性中心，導(dǎo)致C1差向異構(gòu)化，產(chǎn)生兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體（-D-葡萄糖，-D-葡萄糖），由于差向的位置是第一位C，因此也叫 異頭體（物）（anomer）。 因此糖實(shí)

11、際上應(yīng)當(dāng)稱之為多羥基半縮醛和半縮酮。,Haworth投影式,異頭碳羥基與末端羥甲基是反式的為異頭物，順式為異頭物,開鏈的單糖形成環(huán)狀半縮醛時(shí)，最容易出現(xiàn)五元環(huán)(呋喃）和六元環(huán)（吡喃）。 D-葡萄糖C5上的羥基與C1的醛基加成生成 六元環(huán)的為吡喃（型）葡萄糖（glucopyranose）。 D-果糖C5上的羥基與C2的酮基加成形成五元環(huán)的為呋喃（型）果糖（Fructofuranose）,吡喃糖和呋喃糖,38%,62%,0.02%,0.5%,0.5%,D-葡萄糖在水溶液中主要以吡喃糖(pyranose) 存在，呋喃糖(furanose) 次之。,D-果糖在水溶液中主要以呋喃糖存在，吡喃糖次之。,單糖的構(gòu)象,環(huán)已烷的構(gòu)象,根據(jù)原子模型的研究，有兩種類型的空間排布的構(gòu)象：椅式（chair)和船式(boat)。,碳原子的四個(gè)鍵的鍵角是109.28，葡萄糖環(huán)是褶曲的，6個(gè)成環(huán)原子并不在一個(gè)平面上。,直立鍵（a鍵），交替地垂直伸向平面的上方或下方。 平伏鍵（e鍵），交替地伸向兩平面的上方或下方。,b-D-Glucose 更穩(wěn)定,-D(+)-葡萄糖兩種椅式構(gòu)象中，較大的基團(tuán)都處于平伏鍵上的構(gòu)象是穩(wěn)定的 優(yōu)勢(shì)構(gòu)象,二、 單糖的物理性質(zhì),一、單糖的結(jié)構(gòu),三、 單糖的化學(xué)性質(zhì),四、重要的單糖及其衍生物,1、旋光性和變旋性： 是鑒定糖（